第3章 氨基酸类药物
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离子交换法是利用离子交换剂对不同氨基酸吸附能力不同 而分离纯化氨基酸的方法。
氨基酸为两性电解质，在一定条件下，不同氨基酸的带电 性质及解离状态不同，对同一离子交换剂的吸附能力也不 同，故可对氨基酸混合物进行分组或单一成分的分离。
三、氨基酸的结晶与干燥
通过上述方法分离纯化后的氨基酸仍混有少量其他 氨基酸和杂质，需通过结晶或重结晶提高其纯度，即利 用氨基酸在不同溶剂、不同pH介质中溶解度的不同，达 到进一步纯化。
其基本过程包括菌种的培养、接种发酵、产品的提取及分 离纯化等。
优点：直接生产L-型氨基酸，原料丰富，以廉价碳源如甜 菜或化工原料（乙酸、甲醇、石蜡）代替葡萄糖，成本大 为降低。
缺点：产物浓度低，生产周期长，设备投资大，有副反应， 单晶体氨基酸的分离比较复杂。
3. 化学合成法
化学合成法是利用有机合成和化学工程相结合的技术生 产氨基酸的方法。
（1）酸水解法
蛋白质原料加入4倍质量的6mol／L盐酸或8mol／L硫 酸于110℃加热回流12～24h，或加压于120 ℃水解12h， 使氨基酸充分析出，除酸后即得多种氨基酸混合物。
优点：水解完全，水解过程不引起氨基酸发生旋光异构作用， 产物全部为L-型氨基酸。
缺点：色氨酸全部被破坏，含羟基的丝氨酸及酪氨酸部分被 破坏，且产生大量废酸污染环境。
半胱氨酸：能促进毛发的生长，可用于治疗秃发症；甲 酯盐酸盐可用于治疗支气管炎等；
组氨酸：可扩张血管，降低血压，用于心绞痛，心功能 不全等疾病的治疗。
组成蛋白质的氨基酸都为 L型（除Gly外）
D型 与 L型
第一节 氨基酸类药物的制备方法
一、氨基酸粗品的制备
1.蛋白水解提取法
以毛发、血粉及废蚕丝等为原料，通过酸、碱或蛋白水 解酶水解成氨基酸混合物，经分离纯化获得各种药用氨基酸 的方法称为水解法。 水解法生产氨基酸的主要过程为分离、精制和结晶三个步骤。 目前用水解法生产的氨基酸有胱氨酸、亮氨酸、酪氨酸等。
❖ 正常人每天所进食物中的蛋白质含氮量和排出的氮量往 往是相等的,这种收支相等的情况称为氮平衡。
❖ 正氮平衡:氮摄入量>氮排出量(蛋白质合成大于分解) ❖ 负氮平衡:氮摄入量<氮排出量(蛋白质分解大于合成)
氨基酸及其衍生物在医药中的应用
精氨酸：对治疗高氨血症、肝机能障碍等疾病颇有效果；
天冬氨酸：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗低钾症心脏病、 肝病、糖尿病等。
4. 酶合成法
也称酶工程技术、酶转化法，是指在特定酶的作用下使某 些化合物转化成相应氨基酸的技术。
二、氨基酸的分离
1. 溶解度法或等电点沉淀法
溶解度法 是依据不同氨基酸在水中或其它溶剂中的溶解 度差异而进行分离的方法。
例如：胱氨酸和酪氨酸均难溶于水，但在热水中酪氨酸 溶解度较大，而胱氨酸溶解度变化不大，故可将混合物 中胱氨酸、酪氨酸及其它氨基酸彼此分开。
酸水解 中和
酸溶沉淀
氨解
重结晶
成品
（2）碱水解法
蛋白质原料经6mol／L氢氧化钠或4mol／L氢氧化 钡于100℃水解6h即得多种氨基酸混合物。 优点：水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏。
缺点：含羟基或巯基的氨基酸全部被破坏，且产生消旋 作用。工业上多不采用。
（3）酶水解法
蛋白质原料在一定pH和温度条件下经蛋白水解酶 作用分解成氨ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酸和小肽的过程称为酶水解法。
第三章 氨基酸类药物
氨基酸的结构
酸 COO
H
氨 H2N
CH
R
不同的 aa 在于 R基团 的不同
组成蛋白质的常见氨基酸共有 20 种
非极性氨基酸（8）
非解离的极性氨基酸(不带电7)
极性氨基酸
酸性氨基酸（带负电2） 碱性氨基酸(带正电3)
硒代半胱氨酸
氨基酸在营养支持中的应用
营养支持的主要目标是获得满意的氮平衡
优点：反应条件温和，无需特殊设备，氨基酸不破坏， 无消旋作用。
缺点：水解不彻底，产物中除氨基酸外，尚含较多肽类。 工业上很少用该法生产氨基酸而主要用于生产水解蛋白 及蛋白胨。
2. 微生物发酵法
发酵法是指以糖为碳源，以氨或尿素为氮源，通过微生物 的发酵繁殖，直接生产氨基酸，或利用菌体的酶系，加入 前体物质合成特定氨基酸的方法。
氨基酸在等电点时溶解度最小，易沉淀析出，故利 用溶解度法分离制备氨基酸时常与氨基酸等电点沉淀法 结合并用。
2. 特殊沉淀剂法
氨基酸可以和一些有机化合物或无机化合物生成具有特 殊性质的结晶性衍生物，利用这一性质可以分离纯化某 些氨基酸。
优点：操作简便、针对性强。
缺点：沉淀剂比较难以去除。
3. 离子交换法
氨基酸结晶通过干燥进一步除去水分或溶剂获得干 燥制品。
亮氨酸的生产工艺
麸质粉
6mol/L HCl， 110 ℃ ，20h
加入邻二苯4-磺酸
冷却，过滤 浓缩液
滤液 减压浓缩
亮氨酸磺酸盐 成品
氨解
亮氨酸粗品
用水溶解、活性炭脱色、 过滤、浓缩、干燥
亮氨酸的生产工艺
麸质粉 亮氨酸混晶
酒精抽提 食盐
醇溶蛋白 浓缩结晶
氨基酸为两性电解质，在一定条件下，不同氨基酸的带电 性质及解离状态不同，对同一离子交换剂的吸附能力也不 同，故可对氨基酸混合物进行分组或单一成分的分离。
三、氨基酸的结晶与干燥
通过上述方法分离纯化后的氨基酸仍混有少量其他 氨基酸和杂质，需通过结晶或重结晶提高其纯度，即利 用氨基酸在不同溶剂、不同pH介质中溶解度的不同，达 到进一步纯化。
其基本过程包括菌种的培养、接种发酵、产品的提取及分 离纯化等。
优点：直接生产L-型氨基酸，原料丰富，以廉价碳源如甜 菜或化工原料（乙酸、甲醇、石蜡）代替葡萄糖，成本大 为降低。
缺点：产物浓度低，生产周期长，设备投资大，有副反应， 单晶体氨基酸的分离比较复杂。
3. 化学合成法
化学合成法是利用有机合成和化学工程相结合的技术生 产氨基酸的方法。
（1）酸水解法
蛋白质原料加入4倍质量的6mol／L盐酸或8mol／L硫 酸于110℃加热回流12～24h，或加压于120 ℃水解12h， 使氨基酸充分析出，除酸后即得多种氨基酸混合物。
优点：水解完全，水解过程不引起氨基酸发生旋光异构作用， 产物全部为L-型氨基酸。
缺点：色氨酸全部被破坏，含羟基的丝氨酸及酪氨酸部分被 破坏，且产生大量废酸污染环境。
半胱氨酸：能促进毛发的生长，可用于治疗秃发症；甲 酯盐酸盐可用于治疗支气管炎等；
组氨酸：可扩张血管，降低血压，用于心绞痛，心功能 不全等疾病的治疗。
组成蛋白质的氨基酸都为 L型（除Gly外）
D型 与 L型
第一节 氨基酸类药物的制备方法
一、氨基酸粗品的制备
1.蛋白水解提取法
以毛发、血粉及废蚕丝等为原料，通过酸、碱或蛋白水 解酶水解成氨基酸混合物，经分离纯化获得各种药用氨基酸 的方法称为水解法。 水解法生产氨基酸的主要过程为分离、精制和结晶三个步骤。 目前用水解法生产的氨基酸有胱氨酸、亮氨酸、酪氨酸等。
❖ 正常人每天所进食物中的蛋白质含氮量和排出的氮量往 往是相等的,这种收支相等的情况称为氮平衡。
❖ 正氮平衡:氮摄入量>氮排出量(蛋白质合成大于分解) ❖ 负氮平衡:氮摄入量<氮排出量(蛋白质分解大于合成)
氨基酸及其衍生物在医药中的应用
精氨酸：对治疗高氨血症、肝机能障碍等疾病颇有效果；
天冬氨酸：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗低钾症心脏病、 肝病、糖尿病等。
4. 酶合成法
也称酶工程技术、酶转化法，是指在特定酶的作用下使某 些化合物转化成相应氨基酸的技术。
二、氨基酸的分离
1. 溶解度法或等电点沉淀法
溶解度法 是依据不同氨基酸在水中或其它溶剂中的溶解 度差异而进行分离的方法。
例如：胱氨酸和酪氨酸均难溶于水，但在热水中酪氨酸 溶解度较大，而胱氨酸溶解度变化不大，故可将混合物 中胱氨酸、酪氨酸及其它氨基酸彼此分开。
酸水解 中和
酸溶沉淀
氨解
重结晶
成品
（2）碱水解法
蛋白质原料经6mol／L氢氧化钠或4mol／L氢氧化 钡于100℃水解6h即得多种氨基酸混合物。 优点：水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏。
缺点：含羟基或巯基的氨基酸全部被破坏，且产生消旋 作用。工业上多不采用。
（3）酶水解法
蛋白质原料在一定pH和温度条件下经蛋白水解酶 作用分解成氨ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酸和小肽的过程称为酶水解法。
第三章 氨基酸类药物
氨基酸的结构
酸 COO
H
氨 H2N
CH
R
不同的 aa 在于 R基团 的不同
组成蛋白质的常见氨基酸共有 20 种
非极性氨基酸（8）
非解离的极性氨基酸(不带电7)
极性氨基酸
酸性氨基酸（带负电2） 碱性氨基酸(带正电3)
硒代半胱氨酸
氨基酸在营养支持中的应用
营养支持的主要目标是获得满意的氮平衡
优点：反应条件温和，无需特殊设备，氨基酸不破坏， 无消旋作用。
缺点：水解不彻底，产物中除氨基酸外，尚含较多肽类。 工业上很少用该法生产氨基酸而主要用于生产水解蛋白 及蛋白胨。
2. 微生物发酵法
发酵法是指以糖为碳源，以氨或尿素为氮源，通过微生物 的发酵繁殖，直接生产氨基酸，或利用菌体的酶系，加入 前体物质合成特定氨基酸的方法。
氨基酸在等电点时溶解度最小，易沉淀析出，故利 用溶解度法分离制备氨基酸时常与氨基酸等电点沉淀法 结合并用。
2. 特殊沉淀剂法
氨基酸可以和一些有机化合物或无机化合物生成具有特 殊性质的结晶性衍生物，利用这一性质可以分离纯化某 些氨基酸。
优点：操作简便、针对性强。
缺点：沉淀剂比较难以去除。
3. 离子交换法
氨基酸结晶通过干燥进一步除去水分或溶剂获得干 燥制品。
亮氨酸的生产工艺
麸质粉
6mol/L HCl， 110 ℃ ，20h
加入邻二苯4-磺酸
冷却，过滤 浓缩液
滤液 减压浓缩
亮氨酸磺酸盐 成品
氨解
亮氨酸粗品
用水溶解、活性炭脱色、 过滤、浓缩、干燥
亮氨酸的生产工艺
麸质粉 亮氨酸混晶
酒精抽提 食盐
醇溶蛋白 浓缩结晶